Спосіб утилізації з повним рециклюванням твердих відходів (варіанти)

1. Спосіб утилізації з повним рециклюванням твердих відходів, який включає наступні стадії: а) сортування: для розподілу твердих відходів на займисті і незаймисті; б) осушення: з метою висушування займистих і незаймистих відходів; в) подрібнення: для подрібнення займистих і незаймистих відходів на менші частинки за допомогою дробарок; г) дегідратації відходів перед будь-якою із стадій сортування, подрібнення і висушування; д) пресування та формування при високому тиску: для пресування займистих і незаймистих відходів у блоки різної форми в умовах високого тиску; е) нагрівання відходів при високих температурах під час їх пресування і формування в умовах високого тиску; є) карбонізацію і/або випалювання при високій температурі: для карбонізації займистих відходів з одержанням вугілля та випалювання незаймистих відходів при високій температурі з одержанням блоків та брусків різної форми для будівництва, після чого такі блоки та бруски 2 (19) 1 3 Цей винахід стосується способу утилізації побутових відходів, зокрема способу повного рециклювання твердих відходів, а отже винахід відно1 ситься до сфери охорони навколишнього природного середовища. Тоді як побутові відходи є однією із загальних загроз для орієнтованого на екологію розвитку соціальної економіки, вони водночас є єдиним потенційним ресурсом з тенденцією росту. Питання, яким чином утилізувати побутові відходи жителів міст, які забруднюють землю, воду і повітря, і при цьому завдають шкоди як стану навколишнього природного середовища, так і здоров'ю людини, а також як ефективно утилізувати придатні до вторинного використання компоненти відходів для того, аби зменшити їх кількість, рівень забруднення, а також забезпечення використання побутових відходів є ключовими у сфері охорони навколишнього природного середовища у всьому світі. Утилізація побутових відходів набуває все більшого значення для життя людини та екології. В умовах швидкого розвитку соціальної економіки та покращення матеріального добробуту протягом останніх років помітними стали зміни як у кількісних, так і якісних характеристиках побутових відходів. У минулому побутові відходи головним чином представляли собою залишки їжі та інші органічні відходи, тоді як на сьогодні паперові відходи та відходи із нерозкладних пластикових матеріалів становлять все більшу частку серед побутових відходів. На сьогодні головними методами утилізації побутових відходів є закопування, спалення та рециклювання. Закопування потребує значних земельних ресурсів для захоронення подрібнених відходів. Оскільки пластикові відходи, які погано розкладаються, становлять значну частку в побутових відходах, землі, в яких їх закопують, втрачають здатність до сільськогосподарського використання. Спалювання відхідного матеріалу може виробляти тепло, що може використовуватись для генерування електроенергії. Проте, залишки згоряння, такі як шлаки в печах для спалювання відходів, відхідні гази і тверді частинки у відпрацьованих газах мають пройти додаткову переробку для того, аби запобігти вторинному забрудненню. Рециклювання є порівняно ідеальним методом переробки відходів, оскільки воно дає змогу переробляти використані матеріали у нові продукти і енергію. Болотяний газ і добриво, що отримують при рециклюванні побутових відходів, є тому прикладом. Тим не менше, в процесі рециклювання неможливо уникнути залишкових забруднюючих речовин, а відтак неможливо уникнути вторинного забруднення, і воно, як наслідок, завдає шкоди навколишньому середовищу та здоров'ю людини. В основу винаходу поставлена задача створення методу утилізації для повного рециклювання твердих відходів, що забезпечував би захист середовища існування людини, вирішив би конфлікт між життєдіяльністю людини та виживанням навколишнього середовища, а також який би був економічно вигідним за рахунок повторного використання відходів в якості сировини для перетворення твердих відходів у матеріали, що мають економічну цінність. 96647 4 Для досягнення зазначеної цілі мають бути здійснені наступні стадії згідно з винаходом: 1. Осушення: з метою висушування твердих відходів. 2. Пресування та формування при високому тиску: для пресування твердих відходів у блоки різної форми в умовах високого тиску. 3. Карбонізація і/або випалювання при високій температурі: для карбонізації займистих відходів з одержанням вугілля та випалювання незаймистих відходів при високій температурі з одержанням блоків та брусків різної форми для будівництва, після чого такі блоки та бруски охолоджують, одержуючи готові продукти. Цей винахід додатково удосконалюється включенням у нього процесу дегідратації, який здійснюють перед сортуванням, подрібненням та сушкою. Також цей винахід додатково удосконалений за рахунок використання високих температур під час стадії пресування та формування при високому. Даний винахід потребує температуру висушування від 100 °C і 500 °C та щоб тривалість висушування становила від 30 секунд до 30 хвилин. Цей винахід також потребує, аби тиск стано2 2 вив від 10 кг на см до 30 кг на см . Згідно з винаходом температура на стадії карбонізації має становити від 300°Сдо 1300 °C, а тривалість цієї стадії має становити від 5 секунд до 18 хвилин. Згідно з винаходом температура на стадії високотемпературного випалювання має становити від 700 °C до 1200 °C, а тривалість цієї стадії має становити від 1 до 10 годин. Для досягнення зазначеної цілі мають бути здійснені наступні стадії згідно з винаходом: 1. Сортування: для розподілу твердих відходів на займисті та незаймисті відходи. 2. Подрібнення: для подрібнення відсортованих відходів на менші шматки з допомогою дробарок. 3. Осушення: з метою висушування твердих відходів. 4. Пресування та формування при високому тиску: для пресування твердих відходів у блоки різної форми в умовах високого тиску. 5. Карбонізація і/або випалювання при високій температурі: для карбонізації займистих відходів з одержанням вугілля та випалювання незаймистих відходів при високій температурі з одержанням блоків та брусків різної форми для будівництва, після чого такі блоки та бруски охолоджують, одержуючи готові продукти. Для досягнення зазначеної цілі мають бути здійснені наступні стадії згідно з винаходом: 1. Сортування: для розподілу твердих відходів на займисті та незаймисті відходи. 2. Подрібнення: для подрібнення відсортованих відходів на менші шматки з допомогою дробарок. 3. Пресування та формування при високому тиску: для пресування твердих відходів у блоки різної форми в умовах високого тиску. 5 4. Карбонізація і/або випалювання при високій температурі: для карбонізації займистих відходів з одержанням вугілля та випалювання незаймистих відходів при високій температурі з одержанням блоків та брусків різної форми для будівництва, після чого такі блоки та бруски охолоджують, одержуючи готові продукти. Згідно з винаходом температура на стадії карбонізації має становити від 300°С до 1300 °C, а тривалість цієї стадії має становити від 5 секунд до 18 хвилин; і згідно з винаходом температура на стадії високотемпературного випалювання має становити від 700 °C до 1200 °C, а тривалість цієї стадії має становити від 1 до 10 годин. Завдяки вищевказаним стадіям цей винахід забезпечує повне рециклювання відходів і вирішує проблеми забруднення, які виникають у зв'язку із відомими процесами переробки відходів за рахунок перетворення побутових відходів, зокрема твердих відходів, у джерела енергії (вугілля і пальне), а також будівельні матеріали, які мають економічну цінність. Крім того, з допомогою цього винаходу забезпечуються значні економічні переваги, оскільки процес переробки є прости та економним, а також завдяки тому, що необхідне для цього обладнання є загальнодоступним. Приклад 1 Перш за все, стадію осушення згідно з даним винаходом можна здійснювати з допомогою традиційної сушильної печі, яка вимагає робочу температуру на рівні 500 °C і тривалість робочого циклу 30 секунд. Ця стадія може бути реалізована з допомогою іншого подібного обладнання або навіть сонячного світла. Під час всієї стадії осушення більш високі температури призводять до скорочення робочого циклу. По-друге, в умовах високої температури 2 (300 °C) та високого тиску (10 кг на см ), прес видавлює відходи у вигляді різних формованих виробів, наприклад у формі куба, циліндра або кубоїда. За рахунок високого тиску отримують напівфабрикати більш високої якості. Внаслідок клейкості займистих відходів нагрівання при високих температурах є важливою складовою процесу у випадку виникнення злипання між пресом та відходами в ході процесу (вищевказаний процес також придатний до використання щодо незаймистих відходів, за винятком того, що нагрівання до високої температури не є обов'язковим в процесі пресування і формування, так як незаймистим відходам не властива така клейкість). По-третє, формовані відходи карбонізують при високій температурі, що становить 450 °C, протягом 6 хвилин з одержанням вугілля. За рахунок застосування більш високих температур може бути скорочена тривалість циклу. Враховуючи існування відмінностей у складі первинних відходів, товщині напівготових продуктів та робочій температурі, а також тривалості циклу, після охолодження отримують різні готові продукти, такі як вугілля і брикети різної форми. Такі готові продукти є займистими, здатні виділяти значну кількість теплової енергії і мають незначний вміст компонентів сірки, і водночас є досить безпечними для екології. 96647 6 Приклад 2 Перший етап згідно з даним винаходом полягає у ручному або автоматичному сортуванні побутових відходів на займисті і незаймисті. На цьому етапі можуть бути окремо виділені металічні відходи, що мають цінність, та можуть безпосередньо реалізуватись. По-друге, займисті відходи дегідратують з допомогою сепаратора вологи, подрібнюють на дрібні частинки, переважно перетворюють у порошки і сушать при температурі 100 °C протягом 30 хвилин з допомогою або осушувальних печей, іншого подібного обладнання або сонячного світла. Під час всього процесу осушення застосування більш високих температур скорочує тривалість циклу. По-третє, в умовах високої температури, що 2 становить 100 °C, і високого тиску 1 кг на см , прес видавлює відходи у вигляді різних формованих виробів, наприклад у формі куба, циліндра або кубоїда. Внаслідок клейкості займистих відходів нагрівання при високих температурах є важливою складовою процесу у випадку виникнення злипання між пресом та відходами в ході процесу. По-четверте, формовані відходи карбонізують при високій температурі, що становить 300 °C, протягом 18 хвилин з одержанням вугілля. За рахунок застосування більш високих температур може бути скорочена тривалість циклу. Враховуючи існування відмінностей у складі первинних відходів, товщині напівготових продуктів та робочій температурі, а також тривалості циклу, після охолодження отримують різні готові продукти, такі як вугілля і брикети різної форми. Такі готові продукти є займистими, здатні виділяти значну кількість теплової енергії і мають незначний вміст компонентів сірки, і водночас є досить безпечними для екології, порівняно з традиційним пальним. Приклад 3 Перший етап згідно з даним винаходом полягає у ручному або автоматичному сортуванні побутових відходів на займисті і незаймисті. На цьому етапі можуть бути окремо виділені металічні відходи, що мають цінність та можуть безпосередньо реалізуватись. По-друге, займисті відходи дегідратують з допомогою сепаратора вологи, подрібнюють на дрібні частинки, переважно перетворюють у порошки і сушать при температурі 500 °C протягом 50 секунд з допомогою або осушувальних печей, іншого подібного обладнання або сонячного світла. Під час всього процесу осушення застосування більш високих температур скорочує тривалість циклу. По-третє, в умовах високої температури, що 2 становить 500 °C, і високого тиску 30 кг на см , прес видавлює відходи у вигляді різних формованих виробів, наприклад у формі куба, циліндра або кубоїда. Внаслідок клейкості займистих відходів, нагрівання при високих температурах є важливою складовою процесу у випадку виникнення злипання між пресом та відходами в ході процесу. По-четверте, формовані відходи карбонізують при високій температурі, що становить 1300 °C протягом 5 секунд з одержанням вугілля. За рахунок застосування більш високих температур може бути скорочена тривалість циклу. Враховуючи іс 7 нування відмінностей у складі первинних відходів, товщині напівготових продуктів та робочій температурі, а також тривалості циклу, після охолодження отримують різні готові продукти, такі як вугілля і брикети різної форми. Такі готові продукти є займистими, здатні виділяти значну кількість теплової енергії і мають незначний вміст компонентів сірки, і водночас є досить безпечними для екології, порівняно з традиційним пальним. Приклад 4 Перший етап згідно з даним винаходом полягає у ручному або автоматичному сортуванні побутових відходів на займисті і незаймисті. На цьому етапі можуть бути окремо виділені металічні відходи, що мають цінність та можуть безпосередньо реалізуватись. По-друге, займисті відходи дегідратують з допомогою сепаратора вологи, подрібнюють на дрібні частинки, переважно перетворюють у порошки і сушать з допомогою або осушувальних печей, іншого подібного обладнання, або сонячного світла. Під час всього процесу осушення застосування більш високих температур скорочує тривалість циклу. По-третє, в умовах високої температури, що 2 становить 350 °C, і високого тиску 20 кг на см , прес видавлює відходи у вигляді різних формованих виробів, наприклад у формі куба, циліндра або кубоїда. Внаслідок клейкості займистих відходів, нагрівання при високих температурах є важливою складовою процесу у випадку виникнення злипання між пресом та відходами в ході процесу. По-четверте, формовані відходи карбонізують при високій температурі, що становить 650 °C протягом 9 хвилин з одержанням вугілля. За рахунок застосування більш високих температур може бути скорочена тривалість циклу. Враховуючи існування відмінностей у складі первинних відходів, товщині напівготових продуктів та робочій температурі, а також тривалості циклу, після охолодження отримують різні готові продукти, такі як вугілля і брикети різної форми. Такі готові продукти є займистими, здатні виділяти значну кількість теплової енергії і мають незначний вміст компонентів сірки, і водночас є досить безпечними для екології, порівняно з традиційним пальним. Приклад 5 У цьому прикладі описаний спосіб утилізації незаймистих відходів. Стадії сортування, дегідра Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 96647 8 тації, подрібнення, осушення є майже тотожними із стадіями, описаними у Прикладі 2, 3 і 4, за винятком того, що частинки, які отримують на етапі подрібнення необов'язково є настільки дрібними, як у вищенаведених прикладах. Враховуючи те, що незаймисті відходи є недостатньо клейкими, на стадії пресування і формування слід додавати глину для підвищення в'язкості відходів та полегшення їх формування при високому тиску (високотемпературний режим у цьому випадку є необов'язковим). Крім того, випалювання формованих відходів має здійснюватись при високій температурі, яка становить 700 °C, протягом 10 годин з метою одержання будівельних матеріалів з достатньою твердістю та міцністю. В результаті кінцевого охолодження отримують бруски та дошки різної форми. Приклад 6 У цьому прикладі описаний спосіб утилізації незаймистих відходів. Стадії сортування, дегідратації, подрібнення, осушення є майже тотожними із стадіями, описаними у Прикладі 2, 3 і 4, за винятком того, що частинки, які отримують на етапі подрібнення необов'язково є настільки дрібними, як у вищенаведених прикладах. Враховуючи те, що незаймисті відходи є недостатньо клейкими, на стадії пресування і формування слід додавати глину для підвищення в'язкості відходів та полегшення їх формування при високому тиску (високотемпературний режим у цьому випадку є необов'язковим). Крім того, випалювання формованих відходів має здійснюватись при високій температурі, яка становить 1200 °C, протягом 1 години з метою одержання будівельних матеріалів з достатньою твердістю та міцністю. В результаті кінцевого охолодження отримують бруски та дошки різної форми. Приклад 7 У цьому прикладі описаний спосіб утилізації незаймистих відходів. Стадії сортування, дегідратації, подрібнення, осушення є майже тотожними із стадіями, описаними у Прикладі 2, 3 і 4, за винятком того, що частинки, які отримують на етапі подрібнення необов'язково є настільки дрібними, як у вищенаведених прикладах. Враховуючи те, що незаймисті відходи є недостатньо клейкими, на стадії пресування і формування слід додавати глину для підвищення в'язкості відходів та полегшення їх формування при високому тиску. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601